试验力的大小和压痕形状对维氏硬度值的影响研究

金属材料性能检测领域,维氏硬度测量范围广,所测得值准确,在生产中广泛应用。但是在实际试验中,维氏硬度容易受各种因素的影响。文章以维氏硬度试验原理出发,从加载试验力的大小和压痕形状两方面进行研究,探讨这两个因素对维氏硬度值的影响变化。

利用微力传感器定量探究安培力的大小

在现行教材中测量安培力大小的实验大多停留在定性描述阶段,大多不精确或不够严谨.通过滑动变阻器改变电流,以抽离磁铁的方式控制导线在磁场中的长度,用电磁铁代替普通磁铁,通过调节电压改变磁场强度,设计旋转磁场改变磁场与导线之间的角度,利用微力传感器精确测定安培力的大小,推导出安培力与通电电流、导体长度、磁感应强度,以及导体磁场间角度的正弦值成正比例关系.实验的改进有利于学生科学探究、科学态度与责任等物理学科核心素养的培养.

借助温度传感器实验比较有机物分子间作用力的大小

以TQVC概念认知模型为理论依据,借助温度传感器实验测定有机物在相同条件下蒸发时的温度变化曲线图像,能帮助学生直观地形成表象,促进分子间作用力抽象概念的科学建构,加深学生对同系物和同分异构体等概念内涵的深度理解。

“先学后教”还是“先教后学”?——《测量力的大小》一课两教对比反思

当下＂先学后教＂的教学模式日趋流行,这种模式是对传统的＂先教后学、课后作业＂教学模式的颠覆。＂先学＂是学生带着教师布置的任务,有既定目标的自学,学生的自学成为一堂课的起点,每堂课教师都不要先讲,而是让学生先自学。这种教学模式更有利于激发学生的学习积极性,培养学生的自学能力,从而提高课堂教学效率。我一直在思考,这种模式如果应用到小学科学课的教学中效果会是怎样的呢？于是我在自己的日常教学中展开了尝试,现以《测量力的大小》一课为例谈谈自己浅显的实践体会。

浅论螺栓连接预紧力的大小及其实施方法

机械的安装离不开螺栓连接,港口门机的安装也不例外。螺栓的连接需要有一定的预紧力,合理的预紧力不仅可以提高螺栓连接的防松能力和螺栓的疲劳强度,而且还可以增强连接件的紧密性和整体刚性。

透析生活中的摩擦现象——初二物理《探究滑动摩擦力的大小与什么有关》教学例析

设计思路 本节课是北师大版八年级第七章第六节内容。生活中的摩擦现象，对学生而言非常熟悉，但往往意识不到它的重要意义，甚至意识不到它的存在。在教学设计中，以“激发——冲突——顺应（或同化）——建构”为基本模式。在上课之前运用多媒体创设情境——播放大约2分钟的与摩擦力有关的画面，激发学生的学习欲望。在上课时再辅以生动形象的影视剪辑画面引入课堂，诱导学生主动学习。

滑动摩擦力的大小与接触面积的大小有关系吗

对摩擦力的产生在原子层面上作了阐述，顾及到高中生的知识面，还运用反证法作了深入浅出的解释．

如何确定V带传动压轴力的大小和方向

介绍了计算V带传动压轴力的几种常见公式,指出了它们的不足之处。提出一种既简便,又能精确地确定压轴力Q的大小和方向的新方法,并推导了计算公式。

项目化学习背景下的小学科学课堂实践研究--以《测量力的大小》一课为例

项目化学习是一种“做中学”的学习方式,倡导真实问题、深度学习、跨界学习和大概念教学,是课程和学习的革命。小学科学是一门综合性学科,也聚焦大概念教学。在项目化学习风靡全国的今天,本文尝试阐述自己在小学科学课堂上的新实践研究。

怎么比较物体受力的大小

如图1所示，一根长强悬挂着一轻质滑轮跨在两竖直墙面之间，滑轮下悬挂一重物G，绳子与竖直墙壁之间的夹角为θ，绳子上的弹力为T，第一次左边的绳头拴在墙壁上的A点，

测量力的大小

教材分析:本节课是教育科学出版社五年级上册第四单元“运动和力”中第四课,让学生学习《测量力的大小》,既是对力的概念更深入了解,同时也是为深入研究力做准备,是一节承上启下的课。学情分析:作为五年级的学生,具备了一定的对物体结构观察能力和阅读能力,这些能力可以保证学生自主完成对弹簧测力计结构及工作原理的认识。对于弹簧测力计的使用,可以按照文字图片的示意以及实验记录表格的提示进行实验,但是对于使用方法和注意事项,需要学生去理解,因此,需要在实验后为学生提供一个交流的平台,来反思和提醒学生对使用方法的理解。

“摩擦力的大小与什么有关”实验探究与教学反思

"探究——摩擦力的大小与什么有关"是北师大版九年制义务教育教材八年级第七章第六节的内容,要求学生通过本节的学习,能了解什么是滑动摩擦力,它的大小与哪些因素有关,通过实验设计与探究,了解科学探究的重要性和普遍方法,有初步的实验设计和信息处理能力,能产生强烈的科学求知欲和乐于探究的信念,养成实事求是的科学态度和不畏困难的信心和决心。"滑动摩擦力"

关键参数对缓圆点波磨区段轮轨力的影响分析

以探究重载线路运行参数对车辆通过缓和曲线低轨侧波磨区轮轨力的影响规律为目的,基于Simpack多体动力学软件搭建了C80车辆-轨道耦合多体动力学模型,利用Matlab生成美国五级轨道随机不平顺,叠加缓圆点前钢轨波磨时域激励作为模型输入,仿真得到在缓圆点处不同波长、波深波磨状态下,缓和曲线长度、曲线半径、超高、行驶速度等关键参数对轮轨力的影响。通过分析一位轮对的轮轨力变化趋势和其最大增长率,发现波磨侧的轮轨力受波磨影响较大;无波磨一侧轮轨横向力受波磨的影响比垂向力大;曲线参数中,各指标最大增长率均随速度的增加而下降;除高轨侧轮轨横向力外,其余指标均随曲线半径的增大而减小;缓和曲线长度和超高的变化,对各指标最大增长率没有明显的降低作用,甚至随着运行参数的增加,指标最大增长率反而增加。

运动疗法激活臀肌改善青年男性膝前痛患者的下肢肌力

背景:目前发现膝前痛与下肢生物力学有关,但仍缺少臀肌训练对膝关节及下肢日常活动影响的研究。目的:探究臀肌激活运动疗法对青年男性膝前痛患者髋、膝关节肌群肌肉力量和疼痛的影响。方法:纳入25例男性青年膝前痛患者,随机分为2组,臀肌激活组12例和空白对照组13例。臀肌激活组进行40 min/次、3次/周、为期6周的臀肌激活运动;空白对照组不进行任何干预。入组和干预6周后评估患侧髋关节、膝关节在60(°)/s和180(°)/s下等速屈伸运动测试的相对峰力矩、总功、屈伸肌群比值、肌肉耐力值,爬楼运动测试中停止爬楼的楼层,以及目测类比评分。结果与结论:①等速屈伸运动测试:髋关节,干预后臀肌激活组在60(°)/s和180(°)/s的相对峰力矩较干预前显著提高29.74%和25.95%(P=0.022,P=0.024);空白对照组在180(°)/s时的肌耐力较干预前降低12.12%(P=0.000)。膝关节,干预后臀肌激活组在60(°)/s和180(°)/s的相对峰力矩较干预前显著提高18.69%和7.27%(P=0.006,P=0.033);空白对照组各指标干预前后无著性变化(P>0.05)。②爬楼运动测试:臀肌激活组爬楼运动停止时的楼层数较空白对照组高(6.41±6.1)层(P=0.024),干预后较干预前增高(P=0.016);空白对照组干预前后无显著改变(P>0.05)。③疼痛评估:干预后臀肌激活组目测类比评分显著低于空白对照组(P=0.036),干预后较干预前降低(P=0.000);空白对照组干预前后无显著性变化(P>0.05)。结果表明:6周臀肌激活运动疗法可改善下肢肌群的爆发力和耐力,减轻膝前痛程度,对于膝前痛患者有必要进行臀肌训练,以促进康复。

有限元仿真分析不同矫形方式治疗青少年特发性脊柱侧凸的生物力学特征

背景:青少年特发性脊柱侧凸不对称的生物力学环境会导致椎体进一步楔形变,严重时或可影响心肺功能,压迫神经。不同侧凸程度的青少年特发性脊柱侧凸应进行运动、支具或手术治疗,然而,因患者的个体差异性,选择不同矫形方式的力学机制仍不明确。目的:基于青少年特发性脊柱侧凸患者的脊柱模型,探究不同矫形方式治疗的生物力学机制,为临床治疗方式的选择提供依据。方法:基于1例青少年特发性脊柱侧凸患儿脊柱CT图像,于Mimics软件中三维重建出脊柱侧凸模型(C7-L5),在T8/T9胸廓处施加横向侧推力,在C7椎体上方施加纵向撑开力,力的大小为20,40,60,80,100,120 N,分析两种矫形方式下椎间盘凹凸侧应力、椎体凹凸侧位移和脊柱Cobb角变化。结果与结论:①横向侧推力下,C7T1-T7T8椎间盘应力无明显变化,T7T8-L4L5节段凹凸侧应力随着侧推力的增加先减小后增大,侧推力对T8T9附近节段的矫正效果明显,随着节段延伸至头端和尾端,矫正效果减弱;侧推120 N时,胸部Cobb角由53.2°变为32.5°,腰部Cobb角由50.2°变为43.9°;②纵向撑开力下,胸椎椎间盘应力先减小后增大,腰椎椎间盘应力均减小,C7位移最明显,节段延伸至尾端,矫正效果逐渐减弱;撑开力120 N时,胸部Cobb角由53.2°变为39.4°,腰部Cobb角由50.2°变为47.6°;③提示两种矫形方式均对脊柱侧凸程度有一定改善,胸部矫正大于腰部矫正,同时凹凸侧不对称的应力分布也得到改善,这有助于骨逐渐恢复正常生长;脊柱侧凸Cobb角较大时,适合采用纵向撑开方式,脊柱侧凸Cobb角较小时,适合采用横向侧推方式;研究结果有助于理解脊柱矫形机制并为矫形方式的选择提供理论依据。

不同拉伸方式对健康人膝关节肌肉力量及垂直纵跳表现的即刻影响

背景:静态拉伸可有效改善关节运动幅度,而动态拉伸通过肌肉的激活后增强效应,有效提高肌肉力量及运动表现。目的:探讨不同类型的拉伸方式对膝关节肌肉力量及垂直纵跳表现产生的即刻影响,为寻求最佳拉伸方案、提高运动表现、预防训练损伤提供理论支撑。方法:随机招募30名健康大学生,采用Biodex等速肌力测试仪、Qualisys红外动作捕捉系统及AMTI三维测力台分别采集股四头肌/腘绳肌静态拉伸、股四头肌/腘绳肌动态拉伸、股四头肌动态/腘绳肌静态拉伸、股四头肌静态/腘绳肌动态拉伸后的膝关节肌肉力量及垂直纵跳数据,利用膝关节峰值力矩、平均功率、纵跳高度、垂直地面反作用力峰值及关节运动幅度评估膝关节肌肉力量及垂直纵跳表现。结果与结论:(1)与股四头肌/腘绳肌静态拉伸相比,股四头肌/腘绳肌动态拉伸可显著提高膝关节峰值力矩、平均功率及纵跳高度(P<0.05),股四头肌动态/腘绳肌静态拉伸和股四头肌静态/腘绳肌动态拉伸分别提高伸膝和屈膝峰值力矩和平均功率(P<0.05);(2)与股四头肌/腘绳肌静态拉伸相比,股四头肌静态/腘绳肌动态拉伸后的第二垂直地面反作用力峰值显著下降(P<0.05);股四头肌/腘绳肌动态拉伸后的下肢关节运动幅度显著增加(P<0.05);(3)提示即刻的原动肌/拮抗肌动态拉伸和原动肌动态/拮抗肌静态拉伸可显著提高膝关节肌肉力量、垂直纵跳表现及关节运动幅度;较大的运动幅度有利于提高运动表现,并在着地时更好地吸收地面冲击力;同时,原动肌动态/拮抗肌静态拉伸对膝关节肌肉力量的提升效果优于原动肌/拮抗肌动态拉伸,原动肌静态拉伸/拮抗肌动态拉伸有利于提高垂直纵跳落地时的能量吸收能力,降低落地时损伤的风险。

低频脉冲磁场慢性暴露对健康成年股四头肌收缩力及形态的影响

背景:目前已有关于低频脉冲磁场对骨骼肌结构形态影响研究发现了骨骼肌质量变化,但对接受慢性暴露后的形态变化未见相关研究。目的:观察低频脉冲磁场慢性暴露对腿部股四头肌最大自主收缩力与形态指标的影响,为使用该技术作为肌肉功能改善策略提供组织形态变化的参考依据。方法:招募普通健康受试者70名,随机分为接受磁场刺激的试验组与进行假治疗的对照组,每组35名,试验时长共计4周,试验组受试者每隔48 h进行1次15 min的低频脉冲磁刺激干预,对照组进行假治疗,干预间隔与时长与试验组一致,干预4周后观察不同组别受试者股四头肌最大自主收缩力值变化,利用B型超声影像作为评估手段,观察肌肉厚度、肌肉横截面积及羽状角指标的变化。结果与结论:①经过4周的低频脉冲磁场慢性暴露,68名受试者完成试验,试验组受试者股四头肌最大自主收缩力测试值显著增长(P=0.000),提升幅度显著高于对照组(P=0.008);②试验组受试者的肌肉形态3项指标均显著高于试验前测(P=0.000),而对照组肌肉厚度指标呈显著性下降(P=0.020),羽状角无显著性变化,横截面积显著性提升(P=0.000);③组间对比发现,试验组关于肌肉形态的肌肉厚度(P=0.012)、羽状角(P=0.003)及横截面积(P=0.049)3项指标均显著高于对照组;④上述数据证实,健康成年受试者经过4周的低频脉冲磁场慢性暴露,股四头肌的最大自主收缩力显著提升,同时观察到试验组的肌肉厚度、横截面积及羽状角3项肌肉形态指标的显著增长,对使用该技术作为肌肉改善的运动替代与医疗策略提供了肌组织形态改善的支持依据。

单髁关节置换后患者膝关节等速肌力的特征分析

背景:膝骨关节炎作为导致老年人残疾的重要原因,目前终末期患者可进行单髁关节置换等手术治疗,但单髁置换后患者的肌肉力量恢复情况尚不明确。目的:分析单侧膝骨关节炎患者单髁关节置换后中短期膝关节等速肌力特征,并比较其与健侧的差异,分析患肢肌力的恢复情况。方法:招募2023年6-12月在青岛市市立医院进行单髁关节置换的患者,进行规范化的功能康复锻炼。于术前、术后1,3个月使用A8-2M型多关节等速训练与测试系统检测患者健侧及患侧膝关节伸屈肌峰力矩、最大单次做功,角速度为60(°)/s、关节活动范围为0°-90°。结果与结论:①在角速度60(°)/s时,术前患侧伸肌的峰力矩和最大单次做功均较健侧降低(P<0.05);②术后1个月患侧屈伸肌峰力矩和最大单次做功均较健侧显著降低(P<0.05);同时患侧术后1个月与术前相比,屈伸肌峰力矩及最大单次做功同样显著降低(P<0.05);③术后3个月,患侧屈伸肌峰力矩及屈伸肌最大单次做功与健侧已无显著性差异;同时术后3个月与术前相比,屈伸肌峰力矩已高于术前(P<0.05);④提示单髁关节置换后,经过规范的功能康复,患侧在1个月后肌力恢复较差;但3个月后,患侧肌力已同健侧无明显差异。

Anybody仿真太极不同步法时股骨及下肢骨主要关节的应力特征

背景:Anybody骨肌建模系统,使用数学建模技术模拟人体骨骼、肌肉和环境的关系,可对人体的逆向动力学进行研究,得出下肢关节力等指标。目的:分析练习太极拳动作时下肢骨主要关节的应力分布规律,为其科学训练和锻炼价值提供依据。方法:在北京体育大学武术学院选取8名太极拳健将级运动员进行7组步法动作和右腿股骨CT的数据采集。使用BTS红外捕捉系统、Kistler三维测力台采集太极(八法五步)7组步法动作的运动和力学数据,利用Anybody 7.2骨肌模型的多体动力学仿真技术计算下肢关节动力学参数,结合Workbench 19.2对股骨进行应力计算分析。结果与结论:①利用Workbench软件分析得出了7组步法动作的股骨应力结果,7组动作的应力峰值由大至小顺序是:退步捋势(22.00 MPa)、退步採势(19.379 MPa)、左右移步挤按(9.35 MPa)、左右移步肘靠(6.30 MPa)、进步掤势(4.68 MPa)、进步挒势(2.57 MPa)、中定独立势(0.31 MPa)。②在7组步法动作中2种向后退步动作股骨应力最大(P<0.05),且在7组动作运动过程中的股骨最大应力位置均不同。③上述结果证实,在太极(八法五步)7种步法动作练习时,股骨应力阈值和最大应力位置会随着5种方向(7组动作)运动不同而变化,通过连续训练能够全面地刺激股骨体,进步动作对于股骨体正面和外侧上端影响较大,退步动作对股骨体后面和内侧影响较大,左右横向步法动作主要是股骨体两侧对称受力。④初学者要根据不同步法动作的受力特点来进行针对训练,进步动作和退步动作训练时要注重太极拳的旋转用力以及左右横移步法动作训练时的内侧对抗用力,根据自身薄弱问题,对太极拳训练步法有所侧重,进而达到更好的锻炼效果。